《非金属材料》PPT课件.ppt

第九章非金属材料第九章非金属材料10-1 高分子材料 10-2 陶瓷材料10-3 复合材料重点：重点：1 1、非金属材料的组织结构、性能特点、非金属材料的组织结构、性能特点2 2、工程塑料的应用、工程塑料的应用10-1 高分子材料高分子材料一一一一、概述、概述 1 1、高分子材料高分子材料：主要成分为高分子化合主要成分为高分子化合物（分子量大，一般在物（分子量大，一般在103107间）。间）。天然高分子材料天然高分子材料 人工合成高分子材料人工合成高分子材料2、高分子化合物的、高分子化合物的 组成组成单体、链节、聚合度、相对分子质量单体、链节、聚合度、相对分子质量单体、链节、聚合度、相对分子质量单体、链节、聚合度、相对分子质量上一页上一页上一页上一页 返回返回返回返回3、高分子材料的结构、高分子材料的结构n n大分子链结构大分子链结构链链链链的的的的化化化化学学学学组组组组成成成成：只只只只有有有有B B、C C、N N、OO、SiSi、P P、S S、AsAs等才能组成大分子链等才能组成大分子链等才能组成大分子链等才能组成大分子链结构单元的键接方式和链的构型结构单元的键接方式和链的构型结构单元的键接方式和链的构型结构单元的键接方式和链的构型 键键接接方方式式：结结构构单单元元在在链链中中的的连连接接方方式式（头头尾尾、头头头头、尾尾尾）尾）空间构型：热运动时，大分子链不断变换的空间形象空间构型：热运动时，大分子链不断变换的空间形象 大分子链的形状大分子链的形状大分子链的形状大分子链的形状:线型、支化型和体型线型、支化型和体型线型、支化型和体型线型、支化型和体型 大分子链的柔顺性大分子链的柔顺性大分子链的柔顺性大分子链的柔顺性构象构象构象构象 n n大分子链的聚集态结构大分子链的聚集态结构4、高分子材料的性能特点高分子材料的性能特点1 1）力学性能力学性能力学性能力学性能高弹性高弹性高弹性高弹性粘弹性粘弹性粘弹性粘弹性2 2）物理化学性能）物理化学性能）物理化学性能）物理化学性能3 3）老化及防止：改变大分子的结构；进行表面）老化及防止：改变大分子的结构；进行表面）老化及防止：改变大分子的结构；进行表面）老化及防止：改变大分子的结构；进行表面处理，在材料表面镀上一层金属或喷涂一层耐处理，在材料表面镀上一层金属或喷涂一层耐处理，在材料表面镀上一层金属或喷涂一层耐处理，在材料表面镀上一层金属或喷涂一层耐老化涂料；加入各种稳定剂，如热稳定剂、抗老化涂料；加入各种稳定剂，如热稳定剂、抗老化涂料；加入各种稳定剂，如热稳定剂、抗老化涂料；加入各种稳定剂，如热稳定剂、抗氧化剂等氧化剂等氧化剂等氧化剂等4 4）高分子材料的改性方法：填充改性、增强改）高分子材料的改性方法：填充改性、增强改）高分子材料的改性方法：填充改性、增强改）高分子材料的改性方法：填充改性、增强改性、共混改性、化学改性性、共混改性、化学改性性、共混改性、化学改性性、共混改性、化学改性 上一页上一页上一页上一页 返回返回返回返回二、工程塑料二、工程塑料 n n塑料的组成：树脂为主，添加能改善性能的填塑料的组成：树脂为主，添加能改善性能的填塑料的组成：树脂为主，添加能改善性能的填塑料的组成：树脂为主，添加能改善性能的填充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、固化剂、发充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、固化剂、发充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、固化剂、发充剂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、固化剂、发泡剂、着色剂、阻燃剂、防老化剂等泡剂、着色剂、阻燃剂、防老化剂等泡剂、着色剂、阻燃剂、防老化剂等泡剂、着色剂、阻燃剂、防老化剂等n n分类分类分类分类按塑料受热时的性质分：热塑性塑料和热固性塑料按塑料受热时的性质分：热塑性塑料和热固性塑料按塑料受热时的性质分：热塑性塑料和热固性塑料按塑料受热时的性质分：热塑性塑料和热固性塑料按塑料的功能和用途分按塑料的功能和用途分按塑料的功能和用途分按塑料的功能和用途分:通用塑料、工程塑料和特通用塑料、工程塑料和特通用塑料、工程塑料和特通用塑料、工程塑料和特种塑料种塑料种塑料种塑料 n n塑料的成型及加工方法塑料的成型及加工方法塑料的成型及加工方法塑料的成型及加工方法成型方法：注射、挤出、吹塑、浇铸、模压成型等成型方法：注射、挤出、吹塑、浇铸、模压成型等成型方法：注射、挤出、吹塑、浇铸、模压成型等成型方法：注射、挤出、吹塑、浇铸、模压成型等加工方法：机械加工、焊接、粘接、表面喷涂、电加工方法：机械加工、焊接、粘接、表面喷涂、电加工方法：机械加工、焊接、粘接、表面喷涂、电加工方法：机械加工、焊接、粘接、表面喷涂、电镀、镀膜、彩印等。镀、镀膜、彩印等。镀、镀膜、彩印等。镀、镀膜、彩印等。n n常用工程塑料常用工程塑料常用工程塑料常用工程塑料上一页上一页上一页上一页 返回返回返回返回三、三、橡胶橡胶高弹性，变形量高弹性，变形量高弹性，变形量高弹性，变形量1001001000%1000%；弹性模数低，仅；弹性模数低，仅；弹性模数低，仅；弹性模数低，仅1MN/m 1MN/m。天然橡胶天然橡胶天然橡胶天然橡胶 ：耐油和耐溶剂性差，易老化，不耐高耐油和耐溶剂性差，易老化，不耐高耐油和耐溶剂性差，易老化，不耐高耐油和耐溶剂性差，易老化，不耐高温。温。温。温。合成橡胶合成橡胶合成橡胶合成橡胶特种橡胶特种橡胶特种橡胶特种橡胶 ：耐高、低温，耐酸、碱、油，辐射等的耐高、低温，耐酸、碱、油，辐射等的耐高、低温，耐酸、碱、油，辐射等的耐高、低温，耐酸、碱、油，辐射等的橡胶。橡胶。橡胶。橡胶。四、胶粘剂、胶粘剂 粘性的树脂或橡胶粘性的树脂或橡胶粘性的树脂或橡胶粘性的树脂或橡胶+添加剂，代替传统的焊、铆及螺纹添加剂，代替传统的焊、铆及螺纹添加剂，代替传统的焊、铆及螺纹添加剂，代替传统的焊、铆及螺纹连接连接连接连接10-2 陶瓷材料陶瓷材料一一.概述概述 陶瓷陶瓷陶瓷陶瓷 ：用天然或人工合成的粉状化合物，用天然或人工合成的粉状化合物，用天然或人工合成的粉状化合物，用天然或人工合成的粉状化合物，经过成型和高温烧结制成，由无机非金属化经过成型和高温烧结制成，由无机非金属化经过成型和高温烧结制成，由无机非金属化经过成型和高温烧结制成，由无机非金属化合物（硅酸盐等）构成的多相固体材料。合物（硅酸盐等）构成的多相固体材料。合物（硅酸盐等）构成的多相固体材料。合物（硅酸盐等）构成的多相固体材料。性能：耐热和化学稳定性，脆性极大。性能：耐热和化学稳定性，脆性极大。性能：耐热和化学稳定性，脆性极大。性能：耐热和化学稳定性，脆性极大。分类：传统陶瓷、特种陶瓷分类：传统陶瓷、特种陶瓷分类：传统陶瓷、特种陶瓷分类：传统陶瓷、特种陶瓷组成组成组成组成晶相：氧化物结构、硅酸盐结构、其他类晶相：氧化物结构、硅酸盐结构、其他类晶相：氧化物结构、硅酸盐结构、其他类晶相：氧化物结构、硅酸盐结构、其他类型的晶体结构型的晶体结构型的晶体结构型的晶体结构玻璃相玻璃相玻璃相玻璃相气相气相气相气相上一页上一页上一页上一页 返回返回返回返回二二.陶瓷的生产工艺与粉末冶金陶瓷的生产工艺与粉末冶金 陶瓷生产与粉末冶金生产的工艺陶瓷生产与粉末冶金生产的工艺陶瓷生产与粉末冶金生产的工艺陶瓷生产与粉末冶金生产的工艺 粉末冶金材料粉末冶金材料粉末冶金材料粉末冶金材料三三.常用陶瓷材料常用陶瓷材料 工程结构陶瓷材料工程结构陶瓷材料工程结构陶瓷材料工程结构陶瓷材料 功能陶瓷功能陶瓷功能陶瓷功能陶瓷 金属陶瓷金属陶瓷金属陶瓷金属陶瓷上一页上一页上一页上一页 返回返回返回返回10-3 复合材料复合材料一、概述一、概述 n n复合材料复合材料复合材料复合材料 ：两种（以上）性质不同的材料组合而成两种（以上）性质不同的材料组合而成两种（以上）性质不同的材料组合而成两种（以上）性质不同的材料组合而成 n n性能特点性能特点性能特点性能特点 ：比强度和比刚度高比强度和比刚度高比强度和比刚度高比强度和比刚度高 ，减磨性、耐蚀性，减磨性、耐蚀性，减磨性、耐蚀性，减磨性、耐蚀性较好，但塑韧性较低。较好，但塑韧性较低。较好，但塑韧性较低。较好，但塑韧性较低。二、复合材料的组成和分类复合材料的组成和分类复合材料的组成和分类复合材料的组成和分类n n组成：连续相（基体相）组成：连续相（基体相）组成：连续相（基体相）组成：连续相（基体相）+分散相（增强相）分散相（增强相）分散相（增强相）分散相（增强相）n n分类分类分类分类 1 1）按基体材料分）按基体材料分）按基体材料分）按基体材料分 2 2）按按按按增增增增强强强强相相相相的的的的种种种种类类类类和和和和形形形形态态态态分分分分：纤纤纤纤维维维维、颗颗颗颗粒粒粒粒、叠叠叠叠层层层层、骨架以及涂层复合材料等骨架以及涂层复合材料等骨架以及涂层复合材料等骨架以及涂层复合材料等 3 3）按复合材料的性能分：结构、功能复合材料）按复合材料的性能分：结构、功能复合材料）按复合材料的性能分：结构、功能复合材料）按复合材料的性能分：结构、功能复合材料上一页上一页上一页上一页 返回返回返回返回三、增强材料三、增强材料 1.纤维、晶须增强材料纤维、晶须增强材料 玻玻璃璃纤纤维维、碳碳（石石墨墨）纤纤维维、硼硼纤纤维维、碳碳化化硅硅纤纤维维、芳芳纶纶纤纤维维、石石棉棉纤纤维维、氧氧化铝纤维、晶须等化铝纤维、晶须等2.颗粒增强材料颗粒增强材料 主要是各种陶瓷材料颗粒，如主要是各种陶瓷材料颗粒，如Al2O3、SiC、WC、TiC、Si3N4、B4C及石墨等及石墨等 四、常用复合材料四、常用复合材料 返回返回返回返回返回